DE10330808A1

DE10330808A1 - Conference equipment and method for multipoint communication

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Publication number: DE10330808A1
Application number: DE10330808A
Authority: DE
Inventors: Gonzalo Dr. Licioni
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Unify GmbH and Co KG
Priority date: 2003-07-08
Filing date: 2003-07-08
Publication date: 2005-02-10
Anticipated expiration: 2023-07-09
Also published as: CN1578542B; CN1578542A; EP1496680A1; US20050018039A1; US8699716B2; EP1496680B1; DE10330808B4

Abstract

Die erfindungsgemäße Konferenzeinrichtung (EMCU) weist mehrere, jeweils einem Konferenzteilnehmer zuzuordnende monaurale HRTF-Filter (HRTF1, ..., HRTFN) auf. Die Abkürzung HRTF steht für den englischsprachigen Ausdruck "Head Related Transfer Function" und bezeichnet eine sogenannte Außenrohrübertragungsfunktion. Ein jeweiliges HRTF-Filter (HRTF1, ..., HRTFN) dient zum Filtern eines vom jeweils zugeordneten Konferenzteilnehmer stammenden monauralen Audiosignals. Für die Filtercharakteristik eines jeweiligen HRTF-Filters ist hierbei ein diesem zugeordneter individueller, monauraler HRTF-Filterkoeffizientensatz maßgeblich. Die Konferenzeinrichtung (EMCU) verfügt weiterhin über eine an die HRTF-Filter (HRTF1, ..., HRTFN) gekoppelte Konferenzmischeinrichtung (MP) zum Mischen der individuell gefilterten Audiosignale verschiedener Konferenzteilnehmer und zum Übertragen der gemischten Audiosignale an Konferenzteilnehmer.The conference device (EMCU) according to the invention has a plurality of monaural HRTF filters (HRTF1,..., HRTFN), which can each be assigned to a conference participant. The abbreviation HRTF stands for the English-language expression "Head Related Transfer Function" and denotes a so-called outer tube transfer function. A respective HRTF filter (HRTF1, ..., HRTFN) is used to filter a monaural audio signal originating from the respectively assigned conference participant. For the filter characteristic of a respective HRTF filter, an individual, monaural HRTF filter coefficient set assigned to it is decisive here. The conference device (EMCU) also has a conference mixer (MP) coupled to the HRTF filters (HRTF1, ..., HRTFN) for mixing the individually filtered audio signals of different conference participants and for transmitting the mixed audio signals to conference participants.

Description

Zeitgemäßige Kommunikationssysteme zeichnen sich zunehmend durch eine Vernetzung unterschiedlicher Technologien, Übertragungsverfahren und Übertragungsmedien aus. In derart inhomogenen Kommunikationssystemen wird die Übertragungsqualität und insbesondere die Sprachübertragungsqualität in wesentlichem Maße durch eine jeweils verwendete Kommunikationsnetztechnologie, durch netzspezifische Übertragungsbedingungen (z.B. bei Funknetzen) oder durch Verbindungsübergänge zwischen unterschiedlichen Kommunikationsnetzen beeinflusst. Häufig werden zumindest Teilverbindungen über Mobilfunknetze mit verhältnismäßig niedriger Bandbreite und entsprechend geringer Sprachqualität geführt. Aufgrund solcher Unterschiede der Sprachübertragungsqualität in inhomogenen Kommunikationssystemen kann sich insbesondere bei Konferenzsystemen die Verständlichkeit und Unterscheidbarkeit von Konferenzteilnehmern erheblich verschlechtern.Drawing contemporary communication systems increasingly through networking of different technologies, transmission methods and transmission media out. In such inhomogeneous communication systems, the transmission quality and in particular the voice transmission quality in essential Dimensions a respective communication network technology used by network-specific transmission conditions (e.g. in radio networks) or by connection transitions between different ones Communication networks influenced. Often, at least partial connections via mobile networks with relatively lower Bandwidth and correspondingly low voice quality. by virtue of such differences in speech transmission quality in inhomogeneous communication systems especially in conference systems, the intelligibility and discriminate conference participants significantly.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Konferenzeinrichtung sowie ein Verfahren zur Mehrpunktkommunikation anzugeben, wodurch sich die Verständlichkeit und Unterscheidbarkeit von Konferenzteilnehmern bei der Sprachwiedergabe verbessern lässt.It The object of the present invention is a conference device and to provide a method for multipoint communication, thereby the intelligibility and distinctness of conference participants in speech reproduction can be improved.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Konferenzeinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9.Is solved this task by a conference device with the features of claim 1 and by a method with the features of claim 9.

Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.advantageous embodiments and further developments of the invention are specified in the dependent claims.

Die erfindungsgemäße Konferenzeinrichtung weist mehrere, jeweils einem Konferenzteilnehmer zuzuordnende monaurale HRTF-Filter auf. Die Abkürzung HRTF steht für den englischsprachi gen Ausdruck „Head Related Transfer Function" und bezeichnet eine sogenannte Außenohrübertragungsfunktion. Ein jeweiliges HRTF-Filter dient zum Filtern eines vom jeweils zugeordneten Konferenzteilnehmer stammenden monauralen Audiosignals. Unter einem Audiosignal sei hier und im Folgenden auch ein Übertragungssignal zur Übertragung einer Datenrepräsentation eines Audiosignals verstanden. Für die Filtercharakteristik eines jeweiligen HRTF-Filters ist ein diesem zugeordneter individueller, monauraler HRTF-Filterkoeffizientensatz maßgeblich. Die Konferenzeinrichtung verfügt weiterhin über eine an die HRTF-Filter gekoppelte Konferenzmischeinrichtung zum Mischen der individuell gefilterten Audiosignale verschiedener Konferenzteilnehmer und zum Übertragen der gemischten Audiosignale an Konferenzteilnehmer.The inventive conference device has several, each assigned to a conference participant monaural HRTF filter on. The abbreviation HRTF stands for the English language expression "Head Related Transfer Function" and denotes a so-called outer ear transmission function. A respective HRTF filter is used to filter one of each associated Conference participants originating monaural audio signal. Under a Audio signal is here and below also a transmission signal for transmission a data representation an audio signal understood. For the Filter characteristic of each HRTF filter is one associated individual monaural HRTF filter coefficient set prevail. The conference facility has continue over a conference mixer coupled to the HRTF filters for Mixing the individually filtered audio signals of different conference participants and to transfer mixed audio signals to conference participants.

Eine Außenohrübertragungsfunktion oder HRTF repräsentiert einen Zusammenhang zwischen dem Schalldruck p(t) (t: Zeitkoordinate) am Ort einer Schallquelle und dem dadurch hervorgerufenen Schalldruck x(t) im Innenohr eines Menschen. Der Schalldruckverlauf im Innenohr unterscheidet sich in charakteristischer Weise vom Schalldruckverlauf am Ort der Schallquelle, da ein Schallsignal auf seinem Weg zum Innenohr zahlreichen Reflexionen und/oder Beugungen am Ohr, Kopf und Körper unterworfen ist. Der Zusammenhang der Schalldrucke an der Schallquelle und im Innenohr kann mittels einer Impulsantwort h(τ) folgendermaßen dargestellt werden: x(t) = ∫ h(τ)·p(t – τ)dτ An outer ear transmission function or HRTF represents a relationship between the sound pressure p (t) (t: time coordinate) at the location of a sound source and the resulting sound pressure x (t) in the inner ear of a human. The sound pressure curve in the inner ear differs in a characteristic way from the sound pressure curve at the location of the sound source, as a sound signal on its way to the inner ear is subjected to numerous reflections and / or diffractions at the ear, head and body. The relationship of the sound pressures at the sound source and in the inner ear can be represented by means of an impulse response h (τ) as follows: x (t) = ∫ h (τ) · p (t - τ) dτ

Die Impulsantwort h(τ) wird häufig auch als „Head Related Impulse Response" (HRIR) bezeichnet. Die Außenohrübertragungsfunktion oder HRTF wird oft durch die Fouriertransformierte von h(τ), d.h. durch die entsprechende spektrale Übertragungsfunktion repräsentiert.The Impulse response h (τ) becomes common also as "Head Related Impulse Response "(HRIR) designated. The outer ear transmission function or HRTF is often given by the Fourier transform of h (τ), i. by the corresponding spectral transfer function represents.

Die HRTF-Filter der erfindungsgemäßen Konferenzeinrichtung bilden jeweils eine Signalveränderung, die ein Schallsignal von der Schallquelle bis zum Innenohr erfährt, in repräsentativer Weise künstlich nach.The HRTF filter of the conference device according to the invention each form a signal change, which receives a sound signal from the sound source to the inner ear, in representative Way artificially to.

Mit Hilfe einer sowohl für das linke Ohr als auch für das rechte Ohr vorliegenden Außenohrübertragungsfunktion können aus einem monauralen Audiosignal binaurale Audiosignale synthetisiert werden, die – wenn mit beiden Ohren wahrgenommen – einen korrekten räumlichen Höreindruck hervorrufen. Mit binaural wird in diesem Zusammenhang, wie beim gebräuchlichen Begriff "stereo", eine Differenzierung nach linkem und rechtem Ohr bezeichnet, während monaural ("mono") ein Fehlen einer solchen Differenzierung bezeichnet.With Help one for both the left ear as well the right ear present outer ear transmission function can binaural audio signals are synthesized from a monaural audio signal be that - if perceived with both ears - one correct spatial auditory sensation cause. With binaural is in this context, as in the common Term "stereo", a differentiation after left and right ear, while monaural ("mono") denotes a lack of referred to such differentiation.

Eine binaurale Filterung von Audiosignalen erfordert allerdings zwei Audiokanäle sowie zwei geeignet positionierte Wiedergabelautsprecher pro Audiosignal. In gebräuchlichen Kommunikationssystemen und insbesondere bei Konferenzsystemen sind zweikanalige Audioübertragungen jedoch meist nicht vorgesehen, so dass binaurale HRTFs dort meist nicht nutzbringend eingesetzt werden können.A Binaural filtering of audio signals, however, requires two audio channels and two appropriately positioned playback speakers per audio signal. In common Communication systems and in particular conference systems are two-channel Audio transmissions however, usually not provided, so binaural HRTFs are usually not there can be used profitably.

Mit Einschränkungen lässt sich jedoch auch mittels monauraler HRTFs, d.h. gewissermaßen durch Klangfärbung von Audiosignalen ein richtungsabhängiges Hörempfinden virtuell nachbilden. Auf diese Weise können Quellen von monauralen Audiosignalen durch mit individuellen HRTF-Filterkoeffizientensätzen versehene HRTF-Filter hinsichtlich eines Höreindrucks der gefilterten Audiosignale virtuell in unterschiedlichen Richtungen einer sogenannten Medianebene positioniert werden. Als Medianebene wird üblicherweise die auf der Verbindungsachse beider Ohren senkrecht stehende Ebene bezeichnet.With limitations, however, it is also possible to virtually simulate a direction-dependent perception of hearing by means of monaural HRTFs, that is, to some extent by sound-coloring of audio signals. This allows sources of monaural audio signals are provided by HRTF filters provided with individual HRTF filter coefficient sets virtually in different directions of a so-called median plane with respect to an auditory impression of the filtered audio signals. The median plane usually refers to the plane perpendicular to the connecting axis of both ears.

Anders als binaurale HRTF-Filter lassen sich monaurale HRTF-Filter ohne wesentliche Modifikationen gebräuchlicher monaural-basierter Kommunikationssysteme einsetzen. Monaurale HRTF-Filter lassen sich auch auf einfache Weise in herkömmliche monaurale Konferenzeinrichtungen integrieren.Different as binaural HRTF filters can be monaural HRTF filter without significant Modifications more common use monaural-based communication systems. Leave monaural HRTF filters also in a simple way in conventional monaural conference facilities integrate.

Durch eine virtuelle Positionierung von Konferenzteilnehmern in unterschiedlichen Richtungen der Medianebene kann die Unterscheidbarkeit der Konferenzteilnehmer, insbesondere wenn diese gleichzeitig sprechen, wesentlich verbessert werden. Darüber hinaus kann auch die Verständlichkeit eines gegebenenfalls auszuwählenden Konferenzteilnehmers verbessert werden, indem dieser Konferenzteilnehmer virtuell in einer Richtung positioniert wird, in der hörerseitig eine bessere Sprachverständlichkeit vorhanden ist. Dies ist in der Medianebene z.B. in gerader Blickrichtung der Fall.By a virtual positioning of conference participants in different Directions of the median level, the distinctiveness of the conference participants, especially when these talk at the same time, much improved become. About that In addition, the intelligibility can also be an optional one Conference participant can be improved by this conference participant is positioned virtually in one direction, in the handset side a better speech intelligibility available is. This is in the median plane e.g. in a straight line of sight Case.

Vorzugsweise kann eine Filtersteuerung zum statischen oder dynamischen Zuordnen eines individuellen HRTF-Filterkoeffizientensatzes zu einem HRTF-Filter und/oder zum Zuordnen eines HRTF-Filters zu einem Konferenzteilnehmer vorgesehen sein. Die zuzuordnenden HRTF-Filterkoeffizientensätze können hierbei nach unterschiedlichen Kriterien statisch oder dynamisch gewählt, erzeugt oder konfiguriert werden. Die Zuordnung kann abhängig von einer Konferenzsteuerung oder abhängig von Anforderungen von Konferenzteilnehmern erfolgen.Preferably can be a filter control for static or dynamic allocation an individual HRTF filter coefficient set to a HRTF filter and / or assigning an HRTF filter to a conferee be provided. The attributable HRTF filter coefficient sets can be used here selected statically or dynamically according to different criteria or configured. The assignment may be dependent on a conference control or dependent requirements of conference participants.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann die Filtersteuerung eine Audioanalyseeinrichtung zur Analyse von Audiosignalen der Konferenzteilnehmer aufweisen, die derart eingerichtet ist, dass die Zuordnung abhängig vom Analyseergebnis erfolgt.To An advantageous development of the invention may be the filter control an audio analysis device for analyzing audio signals of the conference participants arranged such that the assignment depends on Analysis result takes place.

Durch die Analyse der Audiosignale und einer analyseabhängigen Zuordnung kann z.B. ein jeweils wortführender Konferenzteilnehmer hinsichtlich des Höreindrucks virtuell von anderen Konferenzteilnehmern separiert werden und so gewissermaßen virtuell im Zentrum der Aufmerksamkeit positioniert werden, während andere Konferenzteilnehmer virtuell in einem Hörhintergrund positioniert werden.By the analysis of the audio signals and an analysis-dependent allocation can e.g. each one word-leading Conference participants regarding the audio impression virtually from others Conference participants are separated and so virtually virtual be positioned in the center of attention while others Conference participants are virtually positioned in a listening background.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die HRTF-Filterkoeffizientensätze spezifisch an eine Übertragungsbandbreite der Konferenzeinrichtung und/oder an eine Übertragungsbandbreite von an einer Konferenz zu beteiligenden Endgeräten abgestimmt. Derartige HRTF-Filterkoeffizientensätze können beispielsweise so erstellt werden, dass sie bei eingeschränkter Übertragungsbandbreite hinsichtlich des Höreindrucks eine ähnliche Hörrichtungswahrnehmung hervorrufen, wie für den gesamten Hörfrequenzbereich ermittelte HRTF-Filterkoeffizientensätze.To an advantageous embodiment of the The invention is the HRTF filter coefficient sets specific to a transmission bandwidth the conferencing device and / or to a transmission bandwidth of voted on a conference for participating terminals. Such HRTF filter coefficient sets may be, for example be created so that they have a limited transmission bandwidth the hearing impression a similar Hörrichtungswahrnehmung cause, as for the entire hearing frequency range determined HRTF filter coefficient sets.

Weiterhin können unterschiedliche teilnehmerspezifische, endgerätespezifische, verbindungsspezifische, netzspezifische und/oder konferenzstatusspezifische HRTF-Filterkoeffizientensätze vorgesehen sein.Farther can different subscriber-specific, terminal-specific, connection-specific, network specific and / or conference state specific HRTF filter coefficient sets be.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann die Konferenzeinrichtung eine Umsetzeinrichtung aufweisen zum Umsetzen eines von einem binauralen Konferenzteilnehmer stammenden binauralen Audiosignals in ein von einem der monauralen HRTF-Filter zu filterndes monaurales Audiosignal. Mittels einer solchen Umsetzeinrichtung können auch binaurale Konferenzteilnehmer, d.h. über mindestens zwei Audiokanäle verfügende Konferenzteilnehmer in eine Konferenz mit monauralen Konferenzteilnehmern einbezogen werden.To an advantageous embodiment of the invention, the conference device a conversion device for converting one of a binaural Conference participants derived binaural audio signal in one of one of the monaural HRTF filters to be filtered monaural audio signal. By means of such a conversion device also binaural conference participants, i.e. above at least two audio channels operative Conference participants in a conference with monaural conference participants be included.

Eine derartige Konferenz zwischen monauralen und binauralen Konferenzteilnehmern kann beispielweise realisiert werden, indem durch die Konferenzeinrichtung zwei separate Konferenzschaltungen eingerichtet werden und zwar eine monaurale und eine binaurale Konferenzschaltung. Bei x monauralen und y binauralen Konferenzteilnehmern umfasst die monaurale Konferenz x + y monaurale Eingangsteilnehmer und x Ausgangsteilnehmer, während die binaurale Konferenz x + y binaurale Eingangsteilnehmer und y Ausgangsteilnehmer aufweist. Bei der binauralen Konferenzschaltung sind die Audiosignale der x monauralen Konferenzteilnehmer zur Erzielung eines mit dem binauralen Konferenzteilnehmer vergleichbaren Höreindrucks mittels binauraler HRTF-Filter zu filtern. Entsprechend sind bei der monauralen Konferenz die Audiosignale der y binauralen Teilnehmer jeweils mittels der Umsetzeinrichtung in ein monauralen Audiosignal umzusetzen.A Such a conference between monaural and binaural conference participants can be realized, for example, by the conference facility two separate conferencing circuits are set up a monaural and a binaural conference call. At x monaural and y binaural conference attendees includes the monaural conference x + y monaural input participants and x outgoing participants, while the binaural conference x + y binaural input participants and y initial participants having. In the binaural conference circuit, the audio signals the x monaural conference attendees to achieve with the binaural conference participants comparable auditory impression by means of binaural To filter HRTF filters. Accordingly, at the monaural conference the audio signals of the y binaural participants in each case by means of Convert converter in a monaural audio signal.

Vorzugsweise ist die Umsetzeinrichtung derart ausgestaltet, dass eine durch einen Höreindruck des binauralen Audiosignals bestimmte virtuelle Position des binauralen Konferenzteilnehmers in einen monauralen HRTF-Filterkoeffizientensatz für den betreffenden HRTF-Filter umgesetzt wird, durch dessen Filterung der binaurale Konferenzteilnehmer virtuell in der Medianebene positioniert wird. Auf diese Weise kann eine durch ein binaurales Audiosignal angedeutete virtuelle Audioquellenposition im dreidimensionalen Raum auf eine geeignete Position in der zweidimensionalen Medianebene abgebildet werden.Preferably the conversion device is designed such that one through a Auditory impression of the binaural audio signal specific virtual position of the binaural Conference participant into a monaural HRTF filter coefficient set for the relevant HRTF filter is implemented by filtering it the binaural conference participant is virtually positioned in the median plane becomes. In this way, a through a binaural audio signal indicated virtual audio source position in three-dimensional Space to a suitable position in the two-dimensional median plane be imaged.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Figur näher erläutert.One embodiment The invention will be explained in more detail with reference to the figure.

Die Figur zeigt eine erfindungsgemäße Konferenzeinrichtung in schematischer Darstellung.The FIG. 1 shows a conference device according to the invention in a schematic representation.

Die Figur zeigt eine um HRTF-Filterfunktionen (HRTF: Head Related Transfer Function) erweiterte Konferenzeinrichtung EMCU in schematischer Darstellung. Die Konferenzeinrichtung EMCU dient im vorliegenden Ausführungsbeispiel unter Anderem zum Mischen von Kommunikationssignalen, z.B. Sprach-, Audio-, Video- und/oder Multimediasignalen verschiedener Konferenzteilnehmer und zum Verteilen der gemischten Kommunikationssignale an die Konferenzteilnehmer, so dass jeder Konferenzteilnehmer die von den anderen Konferenzteilnehmern ausgehenden Kommunikationssignale empfängt. Die Konferenzeinrichtung EMCU kann als leitungsorientierte oder als paketorientierte Konferenzeinrichtung ausgestaltet sein. Im Falle einer paketorientierten Ausgestaltung sind unter Kommunikationssignalen auch pa ketbasierte Medienströme, wie z.B. Sprach-, Audio-, Video- und/oder Multimedia-Datenpaketströme zu verstehen. Im Folgenden werden aus Übersichtlichkeitsgründen nur noch Kommunikationssignale in Form von Audiosignalen, wie z.B. Sprach- oder Tonsignale, betrachtet. Ein Übertragungssignal zur Übertragung einer Datenrepräsentation eines Audiosignals wird dabei – dem üblichen Sprachgebrauch folgend – ebenfalls als Audiosignal bezeichnet.The FIG. 1 shows HRTF filter functions (HRTF: Head Related Transfer Function) extended conference facility EMCU in a schematic representation. The conference device EMCU is used in the present embodiment among other things for mixing communication signals, e.g. voice, Audio, video and / or multimedia signals from different conference participants and for distributing the mixed communication signals to the conference participants, so that each conference participant emanates from the other conference participants Receives communication signals. The conference center EMCU can be called circuit-oriented or be designed as a packet-oriented conference device. in the Case of a packet-oriented embodiment are among communication signals as well ket-based media streams, such as. Voice, audio, video and / or Multimedia data packet streams to understand. The following are for clarity reasons only still communication signals in the form of audio signals, such as e.g. Voice or Sound signals, considered. A transmission signal for transmission a data representation an audio signal is doing - the usual Parlance following - also referred to as audio signal.

Die Konferenzeinrichtung EMCU verfügt über N Eingangsports IPORT1,...,IPORTN-1, IPORTN, jeweils zum Empfang eines von einem Konferenzteilnehmer ausgehenden Audiosignals oder Audiokanals, sowie über N Ausgangsports OPORT1,..., OPORTN-1, OPORTN zur Ausgabe der gemischten Audiosignale bzw. Audiokanäle an die Konferenzteilnehmer.The Conference Equipment EMCU has N input ports IPORT1, ..., IPORTN-1, IPORTN, each for receiving one of a Conference participants outgoing audio signal or audio channels, as well as N output ports OPORT1, ..., OPORTN-1, OPORTN to output the mixed audio signals or audio channels to the conference participants.

Zur Steuerung einer Konferenzschaltung und zur Realisierung der Mischfunktionalität enthält die Konferenzeinrichtung EMCU eine herkömmliche Konferenzeinheit LMCU, die vorzugsweise als Standard-MCU (MCU: Multipoint Control Unit) gemäß der ITU-T-Empfehlung H.323 ausgestaltet ist. Die Konferenzeinheit LMCU weist eine vorzugsweise gemäß der H.323-Empfehlung implementierte Mehrpunktprozessoreinheit MP (Multipoint Processor) auf, die als Konferenzmischeinrichtung zum Mischen der von den Konferenzteilnehmern ausgehenden Audiosignale bzw. Audiokanäle sowie zum Übertragen der gemischten Audiosignale bzw. Audiokanäle zu den Konferenzteilnehmern dient. Die Konferenzeinheit LMCU verfügt über konferenzeinrichtungsinterne Eingangsports PORT1,..., PORTN-1, PORTN, während ihre Ausgangsports mit den Ausgangsports OPORT1,..., OPORTN-1, OPORTN identisch sind.to Control of a conference call and to realize the mixing functionality includes the conference facility EMCU a conventional conference unit LMCU, preferably as a standard MCU (MCU: Multipoint Control Unit) according to ITU-T Recommendation H.323 is designed. The conference unit LMCU has a preferred according to the H.323 recommendation implemented multipoint processor MP (Multipoint Processor) to be used as a conference blender for mixing the conference participants outgoing audio signals or audio channels and for transmission the mixed audio signals or audio channels to the conference participants serves. The LMCU conference unit has conference-internal input ports PORT1, ..., PORTN-1, PORTN, while their output ports with the output ports OPORT1, ..., OPORTN-1, OPORTN are identical.

Die Ports IPORT1,...,IPORTN, PORT1,...,PORTN, OPORT1, ...,OPORTN sind jeweils einem Audio-Medienkanal zugeordnet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel entspricht den Ports IPORT1,..., IPORTN-1, PORT1,...,PORTN, OPORT1,...,OPORTN jeweils ein einzelner monauraler "mono" Audiokanal für monaura le Audiosignale und dem Eingangsport IPORTN ein binauraler "Stereo" Doppelaudiokanal für binaurale Audiosignale.The Ports IPORT1, ..., IPORTN, PORT1, ..., PORTN, OPORT1, ..., OPORTN are each assigned to an audio media channel. In the present embodiment corresponds to the ports IPORT1, ..., IPORTN-1, PORT1, ..., PORTN, OPORT1, ..., OPORTN each a single monaural "mono" audio channel for monaural le Audio signals and the input port IPORTN a binaural "stereo" double audio channel for binaural Audio signals.

Die Konferenzeinrichtung EMCU verfügt erfindungsgemäß über N monaurale HRTF-Filter HRTF1,...,HRTFN-1,HRTFN, die vorzugsweise als digitale Impulsantwortfilter realisiert sind. Die Filtereingänge der HRTF-Filter HRTF1,...,HRTFN-1 sind jeweils mit einem der Eingangsports IPORT1,...,IPORTN-1 der Konferenzeinrichtung EMCU gekoppelt. Der Filtereingang des HRTF-Filters HRTFN ist über eine Umsetzeinrichtung U mit dem Eingangsport IPORTN gekoppelt. Damit wird jedem Konferenzteilnehmer durch Zuordnung eines Eingangsports IPORT1,...,IPORTN eines der HRTF-Filter HRTF1,...,HRTFN zugeordnet.The Conference device EMCU according to the invention via N monaural HRTF filters HRTF1, ..., HRTFN-1, HRTFN, preferably as digital Impulse response filters are realized. The filter inputs of the HRTF filters HRTF1, ..., HRTFN-1 are each connected to one of the input ports IPORT1, ..., IPORTN-1 coupled to the conference center EMCU. The filter input of the HRTF filter HRTFN is via a Transfer device U coupled to the input port IPORTN. In order to is assigned to each conference participant by assigning an input port IPORT1, ..., IPORTN assigned to one of the HRTF filters HRTF1, ..., HRTFN.

Die Umsetzeinrichtung U dient zum Umsetzen eines von einem binauralen Konferenzteilnehmer über den Eingangsport IPORTN empfangenen binauralen Audiosignals in ein von dem monauralen HRTF-Filter HRTFN zu filterndes monaurales Audiosignal. Die Umsetzeinrichtung U erlaubt es, auch binaurale Konferenzteilnehmer, d.h. über zwei Audiokanäle verfügende Konferenzteilnehmer in eine Konferenz mit monauralen Konferenzteilnehmern einzubeziehen.The Conversion device U is used to convert one of a binaural Conference participants over the input port IPORTN received binaural audio signal in a from the monaural HRTF filter HRTFN to be filtered monaural audio signal. The conversion device U also allows binaural conference participants, i.e. above two audio channels operative Conference participants in a conference with monaural conference participants included.

Die Filterausgänge der HRTF-Filter HRTF1,...,HRTFN sind über die Ports PORT1,...,PORTN an die Konferenzeinheit LMCU angekoppelt, um die gefilterten Audiosignale der Konferenzteilnehmer durch die Mehrpunktprozessoreinheit MP der Konferenzeinheit LMCU zu mischen und die gemischten Audiosignale über die Ausgangsports OPORT1,...,OPORTN an die Konferenzteilnehmer zu verteilen.The filter outputs the HRTF filters HRTF1, ..., HRTFN are available via the ports PORT1, ..., PORTN to the conference unit LMCU coupled to the filtered audio signals the conference participant through the multipoint processor unit MP of Conference unit LMCU and the mixed audio signals over the Output ports OPORT1, ..., OPORTN to the conference participants.

Jeder der HRTF-Filter HRTF1,...,HRTFN weist jeweils einen individuellen monauralen HRTF-Filterkoeffizientensatz auf, der die Filtercharakteristik des betreffenden HRTF-Filters, das heißt dessen frequenzabhängige Amplitudendämpfung und Phasenverschiebung bestimmt. Ein jeweiliger monauraler HRTF-Filterkoeffizientensatz ist vorzugsweise als ein Satz von diskreten Impulsantwortkoeffizienten oder -Parametern gegeben. Zur Filterung eines monauralen Audiosignals werden die Impulsantwortkoeffizienten mittels eines digitalen Signalprozessors im Sinne einer mathematischen Faltung fortlaufend mit Abtastwerten des Audiosignals multipliziert und die Produkte addiert, vorzugsweise unter Nutzung rekursiver Digitalfilter, sog. IIR-Filter (IIR: Infinite Impulse Response).Each of the HRTF filters HRTF1, ..., HRTFN each has an individual monaural HRTF filter coefficient set which determines the filter characteristic of the relevant HRTF filter, that is to say its frequency-dependent amplitude attenuation and phase shift. A respective monaural HRTF filter coefficient set is preferably given as a set of discrete impulse response coefficients or parameters. For filtering a monaural audio signal, the impulse response coefficients by means of a digital signal processor in the sense of a mathematical Fal continuously multiplied by samples of the audio signal and the products added, preferably using recursive digital filters, so-called IIR filters (IIR: Infinite Impulse Response).

Vorzugsweise werden solche HRTF-Filterkoeffizientensätze gewählt oder erzeugt, die spezifisch an die begrenzte Übertragungsbandbreite der Konferenzeinrichtung EMCU und/oder an die begrenzte Übertragungsbandbreite von Endgeräten von Konferenzteilnehmern abgestimmt sind. Derartige HRTF-Filterkoeffizientensätze können so konstruiert oder generiert werden, dass ihre Faltung mit den Abtastwerten eines Audiosignals einem Überlagern einer oder mehrerer zeitverzögerter und gegebenenfalls mit einer Klangfärbung versehener Kopien des Audiosignals entspricht. Durch eine solche zeitversetzte Überlagerung können Reflexionen, denen ein Audiosignal auf dem Weg von der Audioquelle über das Außenohr ins Innenohr unterliegt, künstlich nachgebildet werden. Auf diese Weise kann ein jeweiliger HRTF-Filterkoeffizientensatz gewissermaßen aus einzelnen Reflexionen zusammengesetzt bzw. konstruiert werden, die nach physikalischen und/oder physiologischen Gegebenheiten gewählt werden können. Die HRTF-Filterkoeffizientensätze werden vorzugsweise derart konstruiert und den HRTF-Filtern HRTF1,...,HRTFN und damit den Konferenzteilnehmern zugeordnet, dass die Konferenzteilnehmer hinsichtlich des Höreindrucks der gefilterten Audiosignale virtuell in unterschiedlichen Richtungen der Medianebene positioniert werden, um von einem jeweiligen Zuhörer möglichst gut unterschieden werden zu können.Preferably such HRTF filter coefficient sets are selected or generated that are specific to the limited transmission bandwidth the conference facility EMCU and / or the limited transmission bandwidth of terminals are coordinated by conference participants. Such HRTF filter coefficient sets can do so be constructed or generated that folds with the samples an audio signal to a superimpose one or more time-delayed and optionally with a tone-stained copies of the audio signal equivalent. Such a time-shifted overlay can cause reflections, which an audio signal on the way from the audio source over the outer ear into the inner ear, artificially reproduced become. In this way, a respective HRTF filter coefficient set so to speak composed of individual reflections, which are selected according to physical and / or physiological conditions can. The HRTF filter coefficient sets will be preferably constructed in such a way and the HRTF filters HRTF1, ..., HRTFN and thus assigned to the conference participants that the conference participants regarding the listening impression the filtered audio signals virtually in different directions The median plane should be positioned to be as close as possible to a particular listener to be well distinguished.

Praktische Versuche zeigen, dass zur Erzielung einer guten Unterscheidbarkeit sowie zu einer subjektiven Verbesserung der Verständlichkeit von Konferenzteilnehmern, künstlich konstruierte HRTF-Koeffizientensätze mit einer verhältnismäßig geringen Anzahl von 10–40 Koeffizienten im Bandbreitenbereich herkömmlicher Telekommunikationssysteme bereits ausreichen. Durch die geringe Anzahl der erforderlichen HRTF-Filterkoeffizienten wird der zur digitalen Filterung erforderliche Rechenaufwand erheblich verringert. Herkömmliche HRTF-Filterkoeffizientensätze, die üblicherweise nicht konstruiert, sondern aus akustischen Messungen abgeleitet werden, umfassen in der Regel erheblich mehr (ca. 128–512) Filterkoeffizienten.practical Experiments show that to achieve good distinctness as well as a subjective improvement in comprehensibility of conference participants, artificial constructed HRTF coefficient sets with a relatively small Number of 10-40 Coefficients in the bandwidth range of conventional telecommunications systems already sufficient. Due to the small number of required HRTF filter coefficients the computational effort required for digital filtering becomes significant reduced. conventional HRTF filter coefficient sets, the usual not constructed, but derived from acoustic measurements usually include significantly more (about 128-512) filter coefficients.

Die Konferenzeinrichtung EMCU weist weiterhin eine Filtersteuerung CTL auf zum Zuordnen eines individuellen HRTF-Filterkoeffizientensatzes zu einem jeweiligen HRTF-Filter HRTF1,...,HRTFN und/oder zum Zuordnen eines jeweiligen HRTF-Filters HRTF1,...,HRTFN zu einem Konferenzteilnehmer. Die Filtersteuerung CTL kann den HRTF-Filtern HRTF1,...,HRTFN vorgegebene HRTF-Filterkoeffizientensätze und/oder dynamisch erzeugte HRTF-Filterkoeffizientensätze zuordnen. Zur statischen Zuordnung von HRTF-Filterkoeffizienten zu den HRTF-Filtern HRTF1,...,HRTFN weist die Filtersteuerung CTL eine statische Steuerung SCTL und zur dynamischen Zuordnung eine dynamische Steuerung DCTL auf.The Conference device EMCU also has a filter control CTL to associate an individual HRTF filter coefficient set with a respective one HRTF filters HRTF1, ..., HRTFN and / or for assigning a respective one HRTF filters HRTF1, ..., HRTFN to a conference participant. The CTL filter control can be used with the HRTF filters HRTF1, ..., HRTFN predetermined HRTF filter coefficient sets and / or dynamically generated HRTF filter coefficient sets assign. For the static assignment of HRTF filter coefficients to the HRTF filters HRTF1, ..., HRTFN, the filter controller CTL has a static control SCTL and for dynamic allocation a dynamic control DCTL on.

Die Filtersteuerung CTL verfügt ferner über eine an die dynamische Steuerung DCTL angeschlossene Audioanalyseeinrichtung AA, die an die Eingangsports IPORT1,...,IPORTN angekoppelt ist. Die Audioanalyseeinrichtung AA dient zur Analyse der Audiosignale der Konferenzteilnehmer, um abhängig vom Analyseergebnis über die dynamische Steuerung DCTL die Zuordnung der HRTF-Filterkoeffizientensätze zu den HRTF-Filtern HRTF1,...,HRTFN zu steuern. Auf diese Weise kann die Filtersteuerung CTL den HRTF-Filtern HRTF1,...,HRTFN dynamisch wechselnde HRTF-Filterkoeffizientensätze speicher-, wortführer- und/oder teilnehmerspezifisch zuordnen. Mittels der an die dynamische Steuerung DCTL gekoppelten statischen Steuerung SCTL können die HRTF-Filterkoeffizienten und/oder die HRTF-Filter HRTF1,..., HRTFN statisch konfiguriert und vor eingestellt werden. Zu diesem Zweck weist die statische Steuerung SCTL einen externen Konfigurationseingang CONF auf.The Filter control CTL features also via a Audio analyzer connected to the dynamic controller DCTL AA, which is coupled to the input ports IPORT1, ..., IPORTN. The Audio analysis device AA is used to analyze the audio signals of the Conference participants to be dependent from the analysis result over the dynamic controller DCTL assigns the HRTF filter coefficient sets to the HRTF filters HRTF1, ..., HRTFN. In this way, the Filter control CTL the HRTF filters HRTF1, ..., HRTFN dynamically changing HRTF filter coefficient sets memory, spokesman and / or assign subscriber-specific. By means of the dynamic Control DCTL coupled static control SCTL can the HRTF filter coefficients and / or the HRTF filters HRTF1, ..., HRTFN statically configured and set before. To this end The static controller SCTL has an external configuration input CONF on.

Claims

Conference Equipment (EMCU) with multiple, one monaural HRTF filter (HRTF1, ..., HRTFN) to be assigned to each conference participant (HRTF: Head Related Transfer Function) for each Filtering one of the associated conference participants monaural audio signal, with a respective HRTF filter (HRTF1, ..., HRTFN) an individual, for its filter characteristic more relevant monaural HRTF filter coefficient set is assigned, and With a conference mixer coupled to the HRTF filters (HRTF1, ..., HRTFN) (MP) for mixing the individually filtered audio signals of various Conference participants and to transfer mixed audio signals to conference participants.

Conference device according to claim 1, characterized in that the individual HRTF filter coefficient sets are chosen such that the conference participants regarding a hearing impression of the filtered Audio signals virtually in different directions of a median plane be positioned.

Conference equipment according to claim 1 or 2, characterized by a filter control (CTL) for assigning an individual HRTF filter coefficient set to an HRTF filter (HRTF1, ..., HRTFN) and / or assigning an HRTF filter (HRTF1, ..., HRTFN) to a conferee.

Conference device according to claim 3, characterized in that that the filter control (CTL) an audio analysis device (AA) for analyzing audio signals of the conference participants, which is set up such that the assignment depends on Analysis result takes place.

Conference facility according to one of the preceding Claims, characterized in that the HRTF filter coefficient sets are at a transmission bandwidth the conference equipment (EMCU) and / or to a transmission bandwidth are specifically tuned by participating in a conference terminals.

Conference facility according to one of the preceding Claims, characterized in that different subscriber-specific, terminal-specific, connection-specific, network-specific and / or conference-state specific HRTF filter coefficient sets are provided.

Conference facility according to one of the preceding Claims, characterized by a conversion device (U) for converting a from a binaural conference participant derived binaural audio signal in one of one of the monaural HRTF filters (HRTF1, ..., HRTFN) too filtering monaural audio signal.

Conference device according to claim 7, characterized in that that the conversion device (U) is designed in such a way that that one through a listening impression of the binaural audio signal determined virtual position of the binaural Conference participant into a monaural HRTF filter coefficient set for the relevant HRTF filter (HRTFN) by filtering the binaural conference participant is positioned virtually in a median plane.

Method for multipoint communication, wherein several Conference participants each a monaural HRTF filter (HRTF1, ..., HRTFN) with an individual, for its Filter characteristic relevant HRTF filter coefficient set is assigned, one of one monaural audio signal originating from respective conference participants by the monaural HRTF filter assigned to the conference participant (HRTF1, ..., HRTFN) is filtered, the individually filtered Mixed audio signals from different conference participants, and transmit the mixed audio signals to conference participants become.

Method according to claim 9, characterized in that that each one word-leading Conference participant is recognized, and that the recognized conference participant a monaural HRTF filter (HRTF1, ..., HRTFN) and / or a monaural HRTF filter coefficient set is assigned, causing the detected Conference participants regarding a listening impression of the filtered Audio signals virtually separated from other conference participants becomes.